轮速传感器PPT课件
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汽车速度传感器课件
图 直射型光电式转速计的工作原理
1－被测轴 2－圆盘 3－光源 4－光电管
• 一般安装在分电器内或曲轴前端，由信 号发生器和带光孔的信号盘组成，如图
所示。信号盘与分电器轴或曲轴一起转 动，信号盘外圈有360条光刻缝隙，传感 器装在分电器内时产生曲轴转角1。的信 号。稍靠内有间隔60。均布的6个光孔， 产生曲轴转角120。的信号，其中一个光 孔稍宽，用以产生相对于1缸上止点的信 号。
驻车锁定齿轮 感应线圈 永久磁铁 车速传感器
电控组件
2.传感器的工作原理
当变速器输出轴转动时，驻车锁定齿轮的凸齿，不断地 靠近或离开车速传感器，使线圈内的磁通量发生变化，从而 产生交流电，车速越高，输出轴转速也越高，感应电压脉冲 频率也越高，电控组件根据感应电压脉冲的频率计算汽车行 驶的速度。
+U
第一节 概述 第二节 发动机转速传感器 第三节 车速传感器 第四节 轮速传感器 第五节 减速度传感器
第一节 概 述
应用在汽车上的速度/减速度传感器有： 发动机转速传感器：其功用是检测发动机转速，并把检
测结果输入到汽车仪表系统显示发动机工况；或输入发动机 控制系统和底盘某些控制系统的ECU，用于燃油喷射量、点 火提前角、动力传动等控制。发动机转速的检测通常利用曲 轴位置传感器的检测信号实现的。
光电车速传感器原理
车速表电路框图
报警蜂鸣器
车速表 软轴 车速
传感器
100km/h 报警灯
km/h 车速传感器
专用IC
显示电路
判断电路
记忆电路
ห้องสมุดไป่ตู้
整形电路
计数器
1/5分频电路
定时电路
其他控制系统
• 光电式车速传感器
ABS系统构造与维修 4- 轮速传感器
VH
【图22 】 霍尔速度传感器的内部结构
• 。
【图23】 ABS气制动系统的工作原理示意图 】 气制动系统的工作原理示意图
1.车轮速度传感器2.压力调节器3.电子控制器
霍尔传感器车轮转速传感器作用
霍尔车轮转速传感器，是制动过程中的实时速度采 集器，是ABS中的关键部件之一。 ABS的工作原理示意图如图23所示。在制动过程中， 控制器3接收车速齿轮传感器1和车轮转速相对应的 脉冲信号并进行处理，得到车辆的滑移率和减速信 号，向制动压力调节器2发出指令，调节器作出响应， 使制动气室执行充气、保持或放气指令，调节制动 器的制动压力，以防止车轮抱死，达到抗侧滑、甩 尾，提高制动安全及制动过程中的可驾驭性。
(2-) (2-)
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• .
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【2-5】 【 】
一、电滋式轮速传感器 1．电磁式轮速传感器的结构 它是一种磁通量变化而感应电压的装置，在每个车轮上安装一个。 如图6—15所示，
典型前轮 授人以鱼不如授人以渔 传感器
典型后轮 传感器
典型的前轮传感器
典型的后轮传感器
霍尔式轮速传感优点
(1)输出信号电压振幅值不受转速的影响。 在电压12V条件下，其输出信号电压保持在 11．5-12V不变，车速下降接近零也不变。 (2)频率响应高。响应频率高达20 kHz，用于 ABS系统时，相当于车速1000km／h时所 检测的信号频率。 (3)抗电磁波干扰能力强。 霍尔式传感器广泛应用于ABS轮速检测，也 广泛应用于其控制系统的转速检测。
第四节 轮速传感器
轮速传感器的作用： 二个作用】 轮速传感器的作用： 【二个作用】 1.检测车轮的速度，并输入 检测车轮的速度， 检测车轮的速度 并输入ECU 2.ECU计算决定是否进行防抱死制动。 计算决定是否进行防抱死制动。 计算决定是否进行防抱死制动 ABS系统的轮速传感器主要类型有： 系统的轮速传感器主要类型有 系统的轮速传感器主要类型 1.电磁式轮速传感器 电磁式轮速传感器 2.霍尔式轮速传感器 霍尔式轮速传感器 【两种类型】 两种类型】 霍尔式轮速
轮速传感器
2. 安装部位
汽车车轮转速传感器通常安装在车轮处， 但在有些车型上则设置在主减速器或变速器 中。
一些后轮驱动的汽车只在主减速器或变速器中 安置一个电磁感应式转速传感器。传感器安置在 主减速器壳体上或变速器壳体上，齿圈安置在主 减速器输入轴上或变速器输出轴上。
3. 工作原理
（1） 电磁式轮速传感器
当齿圈的齿隙与传感器 的铁心端部相对时，铁心 端部与齿圈之间的空气间 隙最大，传感器永磁性铁 心所产生的磁力线就不容 易通过齿圈，感应线圈周 围的磁场较弱，如右图 a。
当齿圈的齿顶与传感器的铁心端部相对时， 铁心端部与齿圈的空气隙最小，传感器永磁性 铁心所产生的磁力线就容易通过齿圈，感应线 圈周围的磁场就较强，如上图 a。 当齿圈随同车轮转动时，齿圈的齿顶和齿隙 就交替地与传感器铁心端部相对，传感器感应 线圈周围的磁场随之发生强弱交替变化，在感 应线圈中就会产生交变电压。交变电压的频率 与齿圈齿数和转速成正比，如上图 b 。
优Байду номын сангаас：
电磁式轮速传感器结构简单，成本低。
缺点：
① 频率响应不高。当车速过高时，传感器的 频率响应跟不上，容易产生误信号。 ② 抗电磁波干扰能力差，尤其是输出信号振 幅值较小时。 目前，国内外测速范围一般为15—160km／h， 今后要求控制速度范围扩大到8—260km／h以至 更大，显然电磁式轮速传感器很难适应。
谢 谢！
（2）霍尔式轮速传感器
霍尔式轮速传感器由传感头和齿圈组成。传感 头由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成。
永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮，齿轮 相当于一个集磁器。 ① 当齿轮位于图 所示位置时，穿过霍尔元件 的磁力线分散，磁场相对较弱。 ② 当齿轮位于图 所示位置时，穿过霍尔元件 的磁力线集中，磁场相对较强。 ③ 齿轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线 密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔 元件将输出一个mV级的准正弦波电压。
车轮速度传感器的组成
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任务实施
二、车轮速度传感器的作用 车轮速度传感器将各个车轮的转速转换成相对应的电信号， 再送到ECU研判。车轮 传感器的外形见下图，车轮传感器 一般均安装于车轮内侧，车轮轴承附近，如下 图所示。
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任务实施
三、车轮速度传感器的工作原理： 汽车在行驶时，齿圈和车轮等角速度运转，当齿 圈的齿靠近和离开传感器时，永久磁铁产生的磁场 造成线圈中磁通量的变化，在电磁线圈中感应出一 个交流脉冲信号，该信号与车速成正比，并且车速 传感器将该信号送给ECU， ECU 通过识别后，经 过计算，对执行器发出指令。
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任务实施
三、车轮速度传感器的工作原理
动画..\动画\ZYKC201303_B06_5_1_4动画1.swf器的组成：
主要由永久磁铁、电磁线圈、磁极、导线等组成 ：
2、车轮速度传感器的工作原理： 汽车在行驶时，齿圈和车轮等角速度运转，当齿圈的齿靠近和离开传感器时， 永久磁铁产生的磁场造成线圈中磁通量的变化，在电磁线圈中感应出一个交流 脉冲信号，该信号与车速成正比，并且车速传感器将该信号送给ECU， ECU 通 过识别后，经过计算，对执行器发出指令。
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课堂练习
选择题
1、下列哪项不属于车轮速度传感器的结构（ A C 永久磁铁 磁极 B D 电磁线圈 活塞 ）？
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课堂练习
选择题
1、下列哪项不属于车轮速度传感器的结构（ D ）？ A C 永久磁铁 磁极 B D 电磁线圈 活塞
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汽车底盘维修（行驶、转向、制动系统）
车轮速度传感器的组成与工作原理
建议学时：1 学时
任务描述
本次任务需要你掌握轮速传感器的组成与工作原理
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学习目标
通过本任务学习，应能：
轮速传感器
车轮转速传感器的拆装
图3 拆卸前轮转速传 感器 （2）安装前轮转速传 感器之前，先清洁传感 器的安装孔内表面，并 涂上固体润滑膏G 000 650，然后装入转速传 感器，以1ON·m的力 矩拧紧内六角紧固螺栓， 最后插上导线插头。
图 后轮转速传感器和后轮轴承的安装位置 1-轮毂盖 2-开口销 3-螺母防松罩 4-六角螺 母 5-止推垫圈 6-车轮锥轴承7-固定转速传感 器内六角螺栓(拧紧力短1ON·m) 8-转速传感 器(右后G44/左后G46) 9-车轮支承短轴10-后 轮制动器总成 11-弹簧垫圈 12-六角螺栓(拧紧 力矩60N·m) 13-转速传感器齿圈
前车轮转速传感器 （G45/G47）安装位 ） 置 1-齿圈 2-前轮转速 齿圈 前轮转速 传感器
后车轮转速传 感器(G44/G46) 感器 安装位置 1齿圈 后轮转 齿圈2后轮转 齿圈 速传感器
传感器由电磁感应式传感头和磁 性齿圈组成。 性齿圈组成。传感头由永久磁芯和感 应线圈组成，齿圈由铁磁性材料制成。 应线圈组成，齿圈由铁磁性材料制成。
原理及组成
原理: 原理:
当齿圈旋转时， 当齿圈旋转时，齿顶与齿隙轮流 交替对向磁芯， 交替对向磁芯，当齿圈转到齿顶与传 感头磁芯相对时， 感头磁芯相对时，传感头磁芯与齿圈 之间的间隙最小， 之间的间隙最小，由永久磁芯产生的 磁力线就容易通过齿圈， 磁力线就容易通过齿圈，感应线圈周 围的磁场就强， (a)所示 所示; 围的磁场就强，如图 (a)所示;而当齿 圈转动到齿隙与传感磁芯相对时， 圈转动到齿隙与传感磁芯相对时，传 感头磁芯与齿圈之间的间隙最大， 感头磁芯与齿圈之间的间隙最大，由 永久磁芯产生的磁力线就不容易通过 齿圈，感应线圈周围的磁场就弱， 齿圈，感应线圈周围的磁场就弱，如 (b)所示 所示。 图 (b)所示。 此时，磁通迅速交替变化， 此时，磁通迅速交替变化，在感应线 圈中就会产生交变电压， 圈中就会产生交变电压，交变电压的 频率将随车轮转速成正比例变化。 频率将随车轮转速成正比例变化。电 子控制单元可以通过转速传感器输入 的电压脉冲频率进行处理来确定车轮 的转速、汽车的参考速度等。 的转速、汽车的参考速度等。
ABS传感器-车轮速度传感器解析
车轮转速传感器前景
ABS系统已受到全世界车主的认 2004-2006年中国乘用车ABS需求增长变化情况 同，但是发达国家仍然进行着下 一个更具挑战性的目标：ESP （Electronic Stability Program， 行车动态稳定系统）。 我国对ABS的研究开始于80年代 初，现在刚刚进八产品试制和在 车辆上试装的阶段。目前，我国 已着手制定车辆安全性方面的法 规，其草案已经制定出，并决定 首先在重型车和大客车上安装 ABS。
霍尔式
霍尔式转速传感器是利用霍尔效应的原理制成的。
霍尔效应是指在一个矩形半导体薄片上有一电流通过， 此时如有一磁场也作用于该半导体材料上，则在垂直于电 流方向的半导体两端，会产生一个很小的电压，该电压就 称为霍尔电压。当磁性材料制成的传感器转子上的凸齿交 替经过永久磁铁的空隙时，就会有一个变化的磁场作用于 霍尔元件（半导体材料）上，使霍尔电压产生脉冲信号。 根据所产生的脉冲数目即可检测转速。
2.频率响应高。其响应频率高达20kHz，相当于车速为 1000km/h时所检测的信号频率。 3.抗电磁波干扰能力强。 霍尔传感器不仅广泛应用于ABS轮速检测，也广泛应用于其控制系统的转 速检测。
车轮转速传感器需要的特点
1．精度要求高。它的精度要求位于家电和计测之间，要求1 ％或1％以下的 精度。汽车要求传感器在．40。C～+120℃ 的范围内长期工作，抗振为159 (150～2000Hz)，冲击：从1米 高处落在混凝土上而不引起精度的下降，抗电 磁干扰、耐腐蚀。 2．使用环境恶劣。有来自发动机产生的热、振动、汽油和油 的蒸汽，以及 轮胎的污泥、飞溅的水花，可概括为温度、湿度 等气候条件，振动冲击等机 械条件；电源、电磁干扰等电气条 件，或简单地归纳为温度、湿度、振动等物理环境、过电压电磁 波等电气环境。 3．要求可靠性好。汽车的交通事故和人的生命息息相关。因 此，汽车用传感器同飞机用传感器一样，要求有高可靠性，要绝 对可靠地动作，甚至它比飞机用传感器要求更高。因为汽车又同 家用电器一样，本身价格便宜，使用者是一般大众，因此，要求 汽车传感器价格低，性能／价格比高。汽车传感器用于电子控制 时主要是弥补原来机械控制精度的不够，所以，汽车传感器的可 靠性指标寿命是10年，汽车行驶10万公里无故障。
底盘部件轮速传感器简介演示幻灯片(17页)
③ 抗电磁波干扰能力强。
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谢 谢！
当齿圈随同车轮转动时，齿圈的齿顶和齿 隙就交替地与传感器铁心端部相对，传感器感 应线圈周围的磁场随之发生强弱交替变化，在 感应线圈中就会产生交变电压。交变电压的频 率与齿圈齿数和转速成正比，如上图 c ）。
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优点：
电磁式轮速传感器结构简单，成本低。
缺点：
① 频率响应不高。当车速过高时，传感器的 频率响应跟不上，容易产生误信号。
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永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮，齿 轮相当于一个集磁器。
① 当齿轮位于图 a)所示位置时，穿过霍尔元 件的磁力线分散，磁场相对较弱。
② 当齿轮位于图 b)所示位置时，穿过霍尔元 件的磁力线集中，磁场相对较强。
③ 齿轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线 密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔 元件将输出一个 mV 级的准正弦波电压。
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当齿圈的齿隙与传感 器的铁心端部相对时，铁 心端部与齿圈之间的空气 间隙最大，传感器永磁性 铁心所产生的磁力线就不 容易通过齿圈，感应线圈 周围的磁场较弱，如右图 a ）。
10 当齿圈的齿顶与传感器的铁心端部相对时， 铁心端部与齿圈的空气隙最小，传感器永磁性 铁心所产生的磁力线就容易通过齿圈，感应线 圈周围的磁场就较强，如上图 b ）。
霍尔元件输出波形
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霍尔式轮速传感器特点：
① 输出信号电压振幅值不受转速的影响。在电 压12V 条件下，其输出信号电压保持在 11 ．512V 不变，车速下降接近零也不变。
② 频率响应高。响应频率高达 20 kHz ，用于 ABS 系统时，相当于车速 1000km ／h 时所检测的 信号频率。
② 抗电磁波干扰能力差，尤其是输出信号振 幅值较小时。
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谢 谢！
当齿圈随同车轮转动时，齿圈的齿顶和齿 隙就交替地与传感器铁心端部相对，传感器感 应线圈周围的磁场随之发生强弱交替变化，在 感应线圈中就会产生交变电压。交变电压的频 率与齿圈齿数和转速成正比，如上图 c ）。
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优点：
电磁式轮速传感器结构简单，成本低。
缺点：
① 频率响应不高。当车速过高时，传感器的 频率响应跟不上，容易产生误信号。
13
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永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮，齿 轮相当于一个集磁器。
① 当齿轮位于图 a)所示位置时，穿过霍尔元 件的磁力线分散，磁场相对较弱。
② 当齿轮位于图 b)所示位置时，穿过霍尔元 件的磁力线集中，磁场相对较强。
③ 齿轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线 密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔 元件将输出一个 mV 级的准正弦波电压。
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当齿圈的齿隙与传感 器的铁心端部相对时，铁 心端部与齿圈之间的空气 间隙最大，传感器永磁性 铁心所产生的磁力线就不 容易通过齿圈，感应线圈 周围的磁场较弱，如右图 a ）。
10 当齿圈的齿顶与传感器的铁心端部相对时， 铁心端部与齿圈的空气隙最小，传感器永磁性 铁心所产生的磁力线就容易通过齿圈，感应线 圈周围的磁场就较强，如上图 b ）。
霍尔元件输出波形
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霍尔式轮速传感器特点：
① 输出信号电压振幅值不受转速的影响。在电 压12V 条件下，其输出信号电压保持在 11 ．512V 不变，车速下降接近零也不变。
② 频率响应高。响应频率高达 20 kHz ，用于 ABS 系统时，相当于车速 1000km ／h 时所检测的 信号频率。
② 抗电磁波干扰能力差，尤其是输出信号振 幅值较小时。
轮速传感器
在垂直于外磁场B的方向上放置一N型半导体薄片，通以电 流I，方向如图所示。半导体薄片中的电流使自由电子在电场 作用下做定向运动。此时，每个电子受洛伦兹力FL的作用， FL
FL =evB
式中：e——电子电荷；
v——电子运动平
均速度；
B——磁场的磁
感应强度。
FL的方向在图9-1中是向内的，此时电子除了沿电流反方向作 定向运动外，还在FL的作用下漂移，结果使半导体薄片内侧面 积累电子，而外侧面积累正电荷，从而形成了附加内电场EH， 称霍尔电场，该电场强度为
E
N
d
dt
NBla
dx dt
NBla
不同类型的磁电式传感器
磁通量Ф的变化实现办法: 磁铁与线圈之间做相对运动； 磁路中磁阻的变化； 恒定磁场中线圈面积的变化.
由于变磁阻式磁电传感器结构简单 牢固 工作可靠 价格便宜 被广泛用于车辆上作为检测车轮转速的轮 速传感器
磁阻式磁电传感器
线圈和磁铁部分都是静止的，与被测物连接而运动 的部分是用导磁材料制成的，在运动中，它们改变 磁路的磁阻，因而改变贯穿线圈的磁通量，在线圈 中产生感应电动势。 线圈中产生感应电动势的频率作为输出，而感应电 动势的频率取决于磁通变化的频率。
应用与分类
用在有关汽车制动或驱动的各类电子控制系统如 防抱死制动(ABS) 驱动防滑(ASR) 电子制动力分配(EBD) 转向制动控制(CBC) 电子稳定程序(ESP) 等系统控制均需要获取车轮的转速状况。
分类
磁电式轮速传感器 霍尔式轮速动、转速、扭矩）转 换成电势信号。 利用导体和磁场发生相对运动而在导体两端输出感 应电势
优点:
不需要供电电源，电路简单， 性能稳定，输出阻抗小
磁电式传感器的工作原理
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霍尔元件输出波形
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霍尔式轮速传感器特点：
① 输出信号电压振幅值不受转速的影响。 在电压12V条件下，其输出信号电压保持在 11．5-12V不变，车速下降接近零也不变。
② 频率响应高。响应频率高达20 kHz，用 于ABS系统时，相当于车速1000km／h时所检测的 信号频率。
③ 抗电磁波干扰能力强。
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谢 谢！
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
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感应式轮速传感器
制作：任XX 演讲：邱XX
1. 外形及结构
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图示为电磁式轮速传感器的外形，它一般由磁感
应传感头和齿圈组成。齿圈是一个运动部件，一
般安装在轮毂上或轮轴上与车轮一起旋转。传感
头磁极与齿圈的端面有一定间隙，一般在1mm左右。
霍尔式传感器原理图
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轮速传感头是一个静止部件，根据极轴的结构4 形式不同有：凿式极轴轮速传感头，柱式极轴轮 速传感头。
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永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮，齿轮 相当于一个集磁器。
① 当齿轮位于图 所示位置时，穿过霍尔元件 的磁力线分散，磁场相对较弱。
② 当齿轮位于图 所示位置时，穿过霍尔元件 的磁力线集中，磁场相对较强。
③ 齿轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线 密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔 元件将输出一个mV级的准正弦波电压。
2. 安装部位
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汽车车轮转速传感器通常安装在车轮处， 但在有些车型上则设置在主减速器或变速器 中。
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一些后轮驱动的汽车只在主减速器或变速器中7 安置一个电磁感应式转速传感器。传感器安置在 主减速器壳体上或变速器壳体上，齿圈安置在主 减速器输入轴上或变速器输出轴上。
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3. 工作原理
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（1） 电磁式轮速传感器
当齿圈随同车轮转动时，齿圈的齿顶和齿隙 就交替地与传感器铁心端部相对，传感器感应 线圈周围的磁场随之发生强弱交替变化，在感 应线圈中就会产生交变电压。交变电压的频率 与齿圈齿数和转速成正比，如上图 b 。
优点：
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电磁式轮速传感器结构简单，成本低。
缺点：
① 频率响应不高。当车速过高时，传感器的 频率响应跟不上，容易产生误信号。
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当齿圈的齿隙与传感器 的铁心端部相对时，铁心 端部与齿圈之间的空气间 隙最大，传感器永磁性铁 心所产生的磁力线就不容 易通过齿圈，感应线圈周 围的磁场较弱，如右图 a。
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12 当齿圈的齿顶与传感器的铁心端部相对时， 铁心端部与齿圈的空气隙最小，传感器永磁性 铁心所产生的磁力线就容易通过齿圈，感应线 圈周围的磁场就较强，如上图 a。
② 抗电磁波干扰能力差，尤其是输出信号振 幅值较小时。
目前，国内外测速范围一般为15—160km／h，
今后要求控制速度范围扩大到8—260km／h以至 更大，显然电磁式轮速传感器很难适应。
（2）霍尔式轮速传感器
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霍尔式轮速传感器由传感头和齿圈组成。传感 头由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成。
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